道路勘测设计(第5章路线方案选择).ppt

一 路线方案的拟定路线方案 是根据指定的路线总方向和道路的功能 考虑社会 经济因素和复杂的自然条件等拟定的路线走向 目的是合理地解决设计道路的起迄点和走向 据点 公路网规划所规定的或上级部门所指定的一条路线的起终点和中间必经重要城镇或地点 走向 一系列据点的连线 两个据点之间常有若干可供选择的不同走向 第二节路线方案选择 1 道路的功能 意义和作用 主要因素高速 一级公路除必须经过的控制点外 不宜过多靠近城镇 路线宜顺直短捷 区域性公路尽量靠近或经过经济控制点 2 政治经济控制点 重要因素主要的政治经济控制点 必须考虑通过 困难时 与支线连接方案比较 3 沿线自然条件的影响 直接影响 但影响程度随等级变化 4 主要技术标准和施工条件的影响 一定程度影响5 与景点 文物 名胜等的联系 二 影响路线方案的因素 1 收集有关资料2 确定初步方案 1 利用地形图确定 常规方法 2 利用航测像片确定 3 利用飞机确定3 野外实地调查 也称踏勘或视察 1 调查准备 2 调查内容4 编写工程可行性研究报告 三 路线方案选择的方法和步骤 一 平原区路线的特点1 地形特点 地面坡度平缓 相对高差较小 地面横坡 相对高差 30m 路线纵坡不受限制 第三节平原地区选线 一般多为耕地 地物障碍多 除泥沼 淤泥 河谷漫滩 草原 戈壁 沙漠等外多为耕地 良田多 土地贵 居民点较密 各种建筑物分布广 沟渠密布 河网池塘多平原地区分布有大量灌溉沟渠 天然河道 湖泊 池塘 河汊多 地下水位较高 取土困难 缺乏筑路材料 2 路线特点 线形好 标准高 路线短捷 顺直 地形对路线的限制不大 主要是地物障碍的限制 前期工程为后期所利用 线形顺直 3 平原区路线布局原则 选线原则 平原微丘区的路线不受高程障碍的限制 主要矛盾在路线平面一方 只要注意绕避平面障碍 按短直方向选线 即可得到合理的线路位置 原则 以方向为主导 正确安排平面线形 合理解决避让 穿越 趋近等问题 纵坡一般不受限制 4 平原区路线布设方法分析路线总方向范围内的城镇 工厂 河流 大片池塘 不良地质区域 如软土 文物风景区等 一般作为控制点 确定哪些可穿越哪些应绕避以及怎样绕避 建立一系列中间控制点 路线一般应由一个控制点直达另一个控制点 不应任意弯曲 一 线形应顺直 短捷平原区地形平坦 应力求使路线顺直 短捷 没有理由不应随意转向 布设时应注意 1 合理选用直线长度2 直线与半径的关系3 保证路基稳定 二 正确处理路线与农业的关系1 尽量做到少占农田 不占高产田从选线的角度考虑要尽量做到少占和不占高产田 但也要防止为了不占某块良田 使路线弯弯曲曲 导致路线标准降低 二 平原区路线布设要点 2 与农田水利建设相结合路线应尽量不与灌渠相交 尽量布置在上方或尽头 避免斜穿农田 把路线布设在渠道的上方和尾部 可沿渠堤布线 渠路结合 桥闸结合 以减少占地和便利灌溉 遇到大的水塘时 一般应尽量绕避 不得已须跨水塘时 宜设在占用水塘长度最短的一侧 并拓宽水塘取土填筑路堤 不致压缩水面过大 3 护村 保田 造田路线应沿河岸布设 使路堤结合 可以保护低洼处的农田或村庄 甚至可以造出一片良田 1 高等级公路和国防公路一般以绕避为主 避免直穿 但也不宜离开过远 必要时可设支线连接 做到 靠村不进村 利民不扰民 既方便运输又保证安全 2 一般公路一般以方便群众为主 宜靠近村镇 如地方同意可以穿过村镇 但应保证足够的路基宽度和行车视距 三 正确处理路线与村镇的关系 3 路线要尽量避开重要的电力 电讯设施 当非要靠近时要保证足够的距离和安全净空 1 特大 大桥对于特大 大桥 一般其桥位在满足路线总方向的前提下 作为路线的控制点 桥位应选在河床稳定 河道顺直 河面较窄 地质良好以及两岸地形有利于桥头引线布设的河段 四 处理好路线与桥位的关系 渭河大桥桥址卫星影像图 防止两种偏向 一是不应片面强调桥位 以致造成路线过分迂回 或过分强调正交桥位 出现桥头急弯 影响行车安全 二是不应只顾线形顺直 造成桥位不合适或斜交角度过大 增大工程投资或增加施工难度 2 中 小桥中 小桥的位置应服从路线走向 遇到斜交过大或河沟过于弯曲时 可采取改移河道或改移路线进行适当调整 改移路线是使斜交角度不要过大 改移河道的做法在河沟过于弯曲的情况下有时也采用 但改移长度和数量不应过大 平原地区河道 湖泊 池塘等较多 地势低 地下水位高 使得水文地质条件较差 容易影响路基的稳定性 措施 1 选线时应尽量沿接近分水岭的高地布线 沿旱地布线 2 避免直穿较大面积的湖泊 水塘 泥沼和洼地等 3 保证最小填土高度 4 采取必要的路基稳定性措施 比如换土 清淤 降低地下水等 五 注意土地水文条件 1 高速公路和一级公路与旧路的关系 1 现有公路为二级且线形指标高 建高等级公路时 可利用旧路 另建辅道供其它车辆形式 也可新建高等级公路 将既有二级路作辅道 2 现有公路等级低于二级时 宜新建高等级公路 既有公路作辅道 2 其它等级公路与旧路的关系应尽可能利用旧路 以减少工程造价和占地面积 六 正确处理旧路的利用 平原区一般缺乏砂 石等筑路材料 应尽量使路线靠近材料产地 以降低运输费用 保证公路养护方便 七 尽量靠近建材产地 一 概述1 山区自然条件与路线关系 地形复杂 是影响路线布局的主要因素 地质复杂 滑坡 碎落 泥石流等不良地质构造 地质影响线位布设 水文径流复杂 对公路的危害主要是水毁 选线时要充分考虑洪水的威胁 气候多变复杂 材料来源方便 砂 石 水充足 取材方便 第四节山岭区选线 2 山岭区路线布局原则路线不仅受平面障碍的限制 更主要的是受高程障碍的控制 主要矛盾在路线纵断面一方 需要根据地形变化情况 有意识地将路线展长 以达到预定的高程 原则 以纵坡为主导 以安排纵坡为主 其次考虑横断面及平面线形 3 山区公路路线布局形式根据山区地形特点 路线与地形的相互关系 按路线所走的部位不同 将山区路分为四种形式 沿河 溪 线是沿着河岸 溪岸 布设的路线 越岭线是翻越山岭的路线 山脊线是沿着分水岭布设的路线 山腰线是离开河流一定高度在山坡上布设的路线 沿着河 溪 岸布设的路线 优点 路线走向明确 只能顺山沿水布线 线形好 纵坡一般 5 线形平缓 顺直 可达到较高的标准 材料来源方便 联系居民点多 服务性好 二 沿河 溪 线 缺点 洪水威胁大 线位高度设计不合理时 常常受到水毁 艰巨工程多 导致石方工程集中 开挖困难 桥涵防护工程多 沿岸两侧地质 地形复杂 常常需要跨河换岸以避让艰巨工程 另外支沟多 使得桥涵多 路基支挡防护工程多 占地多 主要指占用农田较多 沿河线布局的主要矛盾是解决路线与水的问题 以防止水毁 路线布局时需要解决河岸选择 路线高度和桥位选择三个问题 1 河岸选择 确定路线走河的哪一岸的问题 1 地形 地质条件选择地形平坦 有长段阶地可以利用 支沟少而小 水文地质条件良好的一岸布线 一 路线布局 例 乙方案为避让河左岸的两处断续陡崖 跨河利用右岸的较好地形 但过夏村后 右岸出现更陡更长悬崖 路线又须跨回左岸 在3km内 两次跨河 须建中桥两座 甲方案一直走左岸 虽要集中开挖一段石方 但较建两座中桥经济得多 因此不宜跨河换岸 2 积雪 冰冻地区一般应选择阳坡 迎风的一岸布线 减少冬季路面积雪 3 考虑村镇 居民点的分布一般除国防公路以及高速公路 一级公路以外 尽可能选择在村镇多 人口密的一岸布线 以便于为群众服务 应选择地形平坦 支沟少 水文地质良好 阳坡 迎风 人口密的一岸 2 路线高度确定线位应放在什么高度的问题 1 低线 高出设计洪水水位不多 路基顺水一侧边坡常受到洪水威胁的路线 优点 线形好 土石方工程量省 边坡低 易稳定 路线活动范围相对较大 跨支沟和主流方便 缺点 受洪水威胁大 防护工程多 占田多 废方不好处理 2 高线 高出设计洪水位较多 基本不受洪水威胁的路线优点 不受洪水威胁 废方较易处理 遇有不宜设低线的河谷 可把路线提到谷地以上的山坡上 缺点 路线曲折 纵坡起伏 线形差 工程大 跨河较难 遇到不良地质地带 避让或处理都比较困难 施工和养护用水 运料都不如低线方便 低线优于高线 原则上 宁低勿高 高毋近阜而水用足 下毋近水而沟防省 因天材 就地利 故城郭不必中规矩 道路不必中准绳 管子 度地篇 3 桥位选择确定在什么地点跨河换岸的问题 桥位选择与河岸选择相互影响 按路线与河流的关系 划分为跨主河道和跨支流两种桥位 1 跨主河道跨主河道的桥位一般属于决定路线走向的控制点 其桥位地点的选择属于路线布局的问题 在山区 一般要求选在河段顺直 河面较窄 河岸稳定 施工方便以及桥头引线舒顺的地方 在 s 形河道腰部跨河 桥头引道线形平顺 舒畅 如果为大桥 应力求正交 若为中 小桥梁 可采用适当斜交 有利于路桥配合 在河湾附近跨河 桥头引道也比较平顺 要注意的是河湾水流对桥的影响 应采取防护措施 在顺直河道跨河当路线与河道接近平行时 若需要跨河 为行车安全 必须处理好桥头引线 一般高等级公路宜采用直跨 低等级公路可采用绕跨 2 跨支流跨支流的桥位选择一般属于局部方案问题 不作为控制点 跨越方式有两种 一是在沟口直跨 二是绕进支沟上游的绕跨 1 开阔河谷布线开阔河谷的地形平缓 大多为农田或为山区居民点 路线有三种走法 沿河 直穿和靠山脚 二 几种特殊地形路线布局 沿河布线 坡度均匀 线形好 洪水威胁大 防护工程多 直穿布线 标准高 但占田多 山脚布线 平纵线形较差 但不占农田 常用布线形式 高等级公路应采用直穿的方案 低等级公路多采用绕线的方案 但有时山区低等级公路考虑填河造田的需要 也有采用改移河道取直线的做法 2 河弯和山咀布线 1 河弯布线对于河弯 有三种布线方式 一是沿自然河弯绕线 二是两次跨河取直线 三是改移河道取直线 2 山咀布线沿山嘴自然地形绕行 在坡度受限地段有利于争取高度 隧道情况除外 但易受不良地质的危害和河流冲刷的威胁 路线安全条件较差 以路堑或隧道取直通过 路线短而顺直 安全条件较好 但隧道较长时 工程费较大 3 陡崖峭壁布线可采用绕避和直穿两种方案 共同点 纵断面上而复下 需要相当长的过渡段 上下线位高差大 适应条件 崖顶过高 峡谷不长时不宜采用 2 局部越岭方案崖顶以上应有符合走向的垭口 占河路基适用于河床较宽 压缩河道后洪水位抬高不多 靠河侧应修建漫水挡墙 直穿悬崖峭壁或峡谷 路线平面和纵断面比较死 活动余地不大 直穿峡谷可根据河床宽窄情况 采用不同的通过方案 2 直穿 筑路与治河结合当河床较窄时 压缩河道后使洪水位抬高较大可采用 要开挖对岸突出的山咀 清除河床的漂石 增大过水面积 台口式路基在河床一侧硬开路基 要注意废方的处理 不能堆入河道 半山洞和隧道运用于石壁坚硬的路段 悬出路台和半山桥适用于v形谷 顺水桥适用于两岸石壁非常接近的情况 4 河床纵坡陡峻的河段布线 例 为了尽快降低线位 避免继续走陡峻的山腰线 可利用急流 跌水下游的支沟或平缓的山坡展线下降 越岭线是沿分水岭一侧山坡爬上山脊 在适当地点穿过垭口 再沿另一侧山坡下降的路线 越岭线的特点是路线克服高差大 路线的长度和平面位置主要取决于路线的纵坡度 越岭线选线是以纵坡为主导的 展线 以一定的坡度利用地形延长路线 克服高差 三 越岭线 设垭口与河谷间的高差为h 路线的平均纵坡为i 则路线的长度l为 当i一定时 h越小 l越短 因此 选线时应选择低的垭口通过 或将垭口向下挖一定深度或深路堑通过 或以隧道形式通过 当高差h一定时 l越短 i越大 越岭线ab之间的自然坡度通常比标准规定的坡度大 此时 必须通过展线来延长路线长度l 目的时为了减小纵坡 使i满足规定 越岭线布局时应解决三方面的问题 垭口的选择 过岭标高的选择和垭口两侧路线的展线 一 垭口的选择对越岭线来说 垭口是路线方案的重要控制点 垭口的位置 高低 决定了将来路线的长度和标准 垭口 山脊上呈马鞍状的明显下凹处 1 垭口位置的选择垭口的位置 标高和垭口两侧的展线条件这三方面是密切相关的 垭口位置选择时必须对三者综合考虑 在基本符合路线走向的前提下 首先应考虑上下高差较小 展线降坡后路线能直接抵达控制点 不出现无效的延长路线 其次才考虑稍微偏离路线方向的其它垭口 基本要求还是接控制点要顺 不增长路线 2 垭口标高的选择一般应选择标高较低的垭口为宜 高海拔地区常有积雪 结冰 大雾等气候 对行车很不利 有时为避免这种不利气候的影响也应选择海拔标高较低的垭口 有时为了走低垭口 即使方向有些偏离 距离有些绕远 也应注意比较 3 垭口展线条件的选择选择垭口的同时必须考虑垭口两侧的展线条件 垭口两侧的山坡应平缓 地质良好 适宜于展线 4 垭口地质条件选择垭口地区通常地质构造薄弱 常有不良地质存在 应深入调查摸清其性质和对公路的影响 垭口的标高 是没有开挖之前垭口原地面的高程 过岭标高 是指路线通过垭口的标高 过岭标高不同 路线的长度 工程量大小 投资费用等也就不同 过岭标高越低 路线就越短 但路堑或隧道的长度就越深 越长 工程量也越大 过岭标高的选择 与路线等级 垭口的地质条件 过岭方式有关 二 过岭标高的选择 根据垭口的地形 地质条件 过岭标高一般有三种 1 浅挖低填 2 深挖垭口 3 隧道穿越 1 浅挖低填适用于垭口宽而厚 肥大 地质条件差的垭口 这种垭口往往有沼泽 一般不宜深挖 过岭标高基本上就是垭口标高 2 深挖垭口适用于垭口较瘦 地质条件好的垭口 可以采用深挖路堑的形式通过 一般挖深在20 30m以内 应注意挖方边坡的稳定性 深挖垭口 虽土石方工程较集中 但由于降低了过岭标高 相应缩短了展线长度 总工程量并不一定增加 即使有所增加 也可从改善行车条件 节约运营费中得到补偿 例 甲方案挖深9m 需要设两个回头曲线 乙方案挖深13m 需一个回头曲线 丙方案挖深20m 即可顺山势布线 不需回头曲线 3 隧道穿越适用于垭口挖深超过20 30米又不宜深挖路堑的情况 当垭口挖深在20 30m以上时 应与隧道方案进行比较 隧道穿越优点 具有路线短 线形好 路线隐蔽和路基稳定 保护环境等优点 在高寒山区降低了标高 不受冰冻 积雪 大雾等的影响 大大改善了行车条件 缺点 隧道造价较高 受地质条件影响大 施工技术复杂 隧道的标高直接影响着路线的长短 建设投资费用 环境保护以及以后营运费用等 1 展线布局越岭线的高程是通过垭口两侧的山坡展线来克服利用的 路线布局以纵坡为主导 利用有利地形 避让不良地形和地质 通过合理调整纵坡度 并设置必要的回头来实现 拟定大致走法 三 垭口两侧路线的展线 ip ip ip 2 试坡定线就是在两控制点之间 a b 用手水准以平均坡度从上而下放通坡 目的 落实上面拟定的大致走法 发现和加密中间控制点 发现局部新的比较方案 拟定路线布局 试坡是从垭口a点开始向下进行的 因为由上而下视野开阔 便于了解和掌握地形的变化 另外要说明的是必须以平均坡度放通坡 5 或5 5 否则就无法控制路线的长度 也就很难保证任意连续3km的平均坡度不大于5 5 在调整中 可先把活动范围小的控制点的平面位置和高程确定下来 然后适当调整坡度 定出活动范围大一点的控制点 3 分析 落实控制点 决定路线布局方案按控制点的位置和高程是否可变动 可将控制点分为固定控制点和活动控制点 调整控制点注意事项 相邻控制点之间坡度调整范围 imin i imax 相邻控制点之间不能出现反坡 调整方法 先定控制点 后定两点间的匀坡线 如先定回头地点 后向两侧定匀坡线 用匀坡线交汇出活动控制点 利用匀坡线定出回头地点 路线展线布局的结果还是一些控制点 将起 终点之间的所有控制点落实 它们的连线就是一个路线方案 1 自然展线自然展线 以适当的坡度 顺着自然地形 绕山咀 侧沟来延展距离 克服高差 一般应优先考虑采用这种展线方式 而且实践中大多采用这种方式 优点 线走向与地形走向基本一致 顺应地形自然升降 路线最短 与回头展线相比 线形简单 技术指标较高 路线不重叠 对行车 施工 养护有利 缺点 避让艰巨工程和不良地质能力差 只有调整纵坡这一途径解决 2 展线方式越岭线的展线方式有三种 自然展线 回头展线和螺旋展线 1 自然展线 2 回头展线回头展线 路线从一侧山坡上回头后再回到该山坡上的展线方式 适用场合 当控制点间的高差大 靠自然展线无法取得需要的距离以克服高差 或因地形 地质条件限制 不宜采用自然展线时 路线可利用有利地形设置回头曲线进行展线 优点 便于利用有利地形 避让不良地质 地形和艰巨工程 缺点 同一面坡上 上下线重叠 工程集中 互相干扰 线形差 不利于行车 养护和施工 2 回头展线 2 回头展线 适宜于设置回头曲线的有利地形 a 利用山包 b 利用平缓山脊 c 利用平缓的山坡 d 利用较缓的山沟 e 利用较缓的山坳 a 利用山包 b 利用平缓山脊 c 利用平缓的山坡 d 利用较缓的山沟 e 利用较缓的山坳 在实际工作中 当必须采用回头展线时 有两点要特别注意 正确选择回头地点 对回头曲线工程量大小和使用质量关系很大 尽可能拉长两回头间的距离 避免一面山坡上多层展线 减少回头个数 3 螺旋展线当路线受到限制 需要在某处集中地提高或降低某一高度才能充分利用前后有利地形时 可考虑采用螺旋展线 螺旋展线一般多在山脊利用山包盘旋 以旱桥或隧道跨线 也有的在峡谷内 路线就地迂回 利用建桥跨沟跨线 这种展线方式目前生产中采用很少 只在个别工程中局部路段采用 在山脊利用山包盘旋 以旱桥或隧道跨线 如图实线所示 在峡谷内 路线就地迂回 利用建桥跨沟跨线 如图实线所示 螺旋展线视为回头展线的一种变格 代替一组回头线 如前两图中虚线所示 山区螺旋展线实例 引桥螺旋展线实例 苜蓿叶环圈左转匝道螺旋展线实例 四 山脊线 山脊线 大体上沿分水岭布设的路线 一 山脊线的特点 1 优点 土石方工程量小 水文 地质条件好 桥涵构造物较少 2 缺点 线位高 离居民点较远 服务性差 缺乏筑路材料和水源 增加施工 养护难度 高山气候条件不利于行车 二 山脊线的选择条件 主要应考虑下列条件 1 分水岭的方向不能偏离路线总方向过远 2 分水岭平面较顺直 纵断面各垭口间高差不过大 3 控制垭口间山坡的地质情况较好 地形不过于陡峻零乱 控制垭口 在山脊上一系列垭口中 起控制作用的垭口 当垭口高差不大时 每一个垭口都可作为控制垭口 当高差悬殊时 低垭口为控制垭口 4 上下山脊的引线要有合适的地形可利用 否则 山脊本身条件再好也难以利用 三 山脊线的布设 当决定采用山脊线方案后 接着应解决山脊线的布设问题 由于山脊线走向明确 基本是沿分水岭前进 因此 布线时主要解决三个问题 一是选定控制垭口 二是在控制垭口间决定路线走分水岭的哪一侧 三是试坡布线 1 控制垭口的选择山脊上每一组控制垭口都代表着一个山脊线方案 所以 选择控制垭口是山脊线选择的关键问题 当分水岭方向顺直 起伏不大时 各垭口均可暂定为控制点 若起伏较大 则舍去了高垭口 留下低垭口做为控制点 因为遇到高垭口 路线可沿高垭口两侧的侧坡前进 若有支脉横隔 在相距不远的并排几个垭口之间 选择其中一个与前后联接条件比较好的垭口作为控制点 2 侧坡的选择接近分水岭的侧坡时山脊线的主要布线地带 选择哪一侧山坡通过 要综合分析比较确定 一般宜选择坡面整齐 横坡平缓 路线短捷 地质稳定 无支脉横隔的向阳山坡布线较为理想 除两个侧坡优劣十分明显的情况外 两侧都要作比较以定取舍 3 试坡布线在相邻两控制点之间布线 应结合具体地形 力求距离短捷 纵坡和缓 当控制点之间高差较大时 需要通过展线来克服高差 有时也需要采用回头展线或螺旋展线来克服高差 另一方面 也可以采用修建桥梁的办法抬高低垭口或修建隧道的办法降低高垭口 使两控制点间的高差缩小 当控制垭口之间有支脉横隔时 为不使路线绕行过远 缩短路线 有时需要采用上下起伏的纵坡 如e垭口 例 a d两垭口是由前后路线所决定的固定控制点 其间b c e等垭口 哪个选为中间控制点 首先取决于路线布设在分水岭的哪一侧 显然 位于左侧的甲线应舍c e而取b 位于右侧的乙线应舍b而取c或e 至于c e的取舍以及甲 乙方案的比选问题 则有待于试坡布线时解决 一 地貌特点山丘连绵 岗坳交错 此起彼伏 山形迂回曲折 岭低脊宽 山坡较缓 丘谷相对高差不大 常存在路路可通的情况 丘陵区可分为重丘区和微丘区两类地形 重丘区与山岭区不易划出明确界限 技术指标的掌握与山岭区大致相同 微丘区与平原区同样也难以区别 技术指标的掌握接近于平原区 第五节丘陵区选线 丘陵区的地形决定了通过丘陵区路线的特点 1 局部方案多 2 为了充分适应地形 路线纵断面会有所起伏 3 路线的平面也是以曲线为主的 二 路线特点 丘陵地区选线 要根据丘陵地区地形特点 地形起伏 丘岗连绵 相对高差不大 选出方向顺直 工程量少的路线方案 1 微丘区选线应充分利用地形 处理好平 纵线形的组合 不应迁就微小地形 造成线形迂回曲折 也不宜采用长直线 造成纵面线形起伏 三 路线布设原则 2 重丘区选线1 注意利用有利条件减少工程量路线应随地形变化布设 在确定路线平 纵面线位的同时 应注意横向填挖的平衡 横坡较缓的地段 可采用半填半挖或填多于挖的路基 横坡较陡的地段 可采用全挖或